[发明专利]一种放顶煤沿空留巷折减煤柱采煤法有效
申请号: | 202111080470.X | 申请日: | 2021-09-15 |
公开(公告)号: | CN113586055B | 公开(公告)日: | 2023-06-09 |
发明(设计)人: | 顾合龙;来兴平;单鹏飞;张楠 | 申请(专利权)人: | 西安科技大学 |
主分类号: | E21C41/18 | 分类号: | E21C41/18 |
代理公司: | 长沙沐风知识产权代理事务所(普通合伙) 43278 | 代理人: | 谢浪 |
地址: | 710000 陕*** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 放顶煤沿空留巷折减煤柱 采煤 | ||
1.一种放顶煤沿空留巷折减煤柱采煤法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一、在工作面回采过程中不保留护巷煤柱,而是在工作面的第一端头处向上打钻形成延伸至煤层基本顶(1)的支护钻孔,然后将液压撑杆(2)放入支护钻孔中,并使液压撑杆(2)上的锚固预裂头(3)位于煤层基本顶(1)中,启动液压泵(4)进行加压,使得液压撑杆(2)底部接地,利用液压撑杆(2)对工作面的第一端头区域进行支护,工作面其余区域则采用放顶煤液压支架(5)进行支护;其中,第一端头是指工作面位于沿空留巷巷道(11)一侧的端头;
步骤二、在液压撑杆(2)上安装拖住顶煤(7)的托盘(6),实现工作面煤层截割时第一端头上方顶煤(7)的悬吊与支撑;
步骤三、对液压支架支护区域的顶煤(7)进行冒放并回收,而液压撑杆(2)上的托盘(6)则在矿山压力形成的高应力作用下发生机械失效,使得工作面的第一端头区域的顶煤(7)垮落碎胀,并充满采空区(8);
步骤四、顶煤垮落碎胀过程中,高应力将压缩液压撑杆(2),锚固预裂头(3)上的破碎钩(9)将对煤层基本顶(1)进行破坏,改变其连续性,使得之后形成的折减煤柱(10)处于应力降低区;
步骤五、重新启动液压泵(4)对液压撑杆(2)进行持续加压,使得锚固预裂头(3)上升,以咬合未被破坏的煤层基本顶(1),接着,通过对垮落煤体进行注浆以形成维护沿空留巷巷道(11)的折减煤柱(10)。
2.根据权利要求1所述的放顶煤沿空留巷折减煤柱采煤法,其特征在于:所述液压撑杆(2)包括液压缸(201)、与所述液压缸(201)的活塞杆固定连接的顶杆(202),所述锚固预裂头(3)固定设置在所述顶杆(202)的顶部,所述液压泵(4)与所述液压缸(201)连通。
3.根据权利要求2所述的放顶煤沿空留巷折减煤柱采煤法,其特征在于:所述锚固预裂头(3)包括与所述顶杆(202)连接的支撑杆(301)、均匀分布在所述支撑杆(301)外的弧形锚固板以及连接在所述支撑杆(301)与所述弧形锚固板之间的连接杆(302),所述弧形锚固板的外表面上设有所述破碎钩(9)。
4.根据权利要求2所述的放顶煤沿空留巷折减煤柱采煤法,其特征在于:所述托盘(6)通过锁紧螺母(12)抵紧拖住顶煤,所述锁紧螺母(12)与所述顶杆(202)螺纹连接。
5.根据权利要求2所述的放顶煤沿空留巷折减煤柱采煤法,其特征在于:所述顶杆(202)包括芯撑(2021)和套在所述芯撑(2021)外的套管(2022),所述芯撑(2021)与套管(2022)之间形成有环形的注浆室(13),所述套管(2022)上设有与所述注浆室(13)连通的注浆口(14),注浆泵(15)通过注浆管(20)与所述注浆室(13)连通。
6.根据权利要求5所述的放顶煤沿空留巷折减煤柱采煤法,其特征在于:所述注浆泵(15)与浆液槽(16)连通,所述液压泵(4)与水槽(17)连通。
7.根据权利要求1-6任一项所述的放顶煤沿空留巷折减煤柱采煤法,其特征在于:当采区内工作面采用下行开采时,以每个工作面的运输平巷作为沿空留巷巷道(11),当采区内工作面采用上行开采时,以每个工作面的回风平巷作为沿空留巷巷道(11)。
8.根据权利要求7所述的放顶煤沿空留巷折减煤柱采煤法,其特征在于:根据煤的碎胀性与矿山压力,以顶煤完全冒落后,在碎胀作用的影响下充满巷道顶底板空间为原则,确定放顶煤开采过程中的开采厚度与冒放厚度。
9.根据权利要求7所述的放顶煤沿空留巷折减煤柱采煤法,其特征在于:工作面的第一端头部位留设的液压撑杆(2)支护范围的宽度为3-5m。
10.根据权利要求7所述的放顶煤沿空留巷折减煤柱采煤法,其特征在于:所述支护钻孔在煤层基本顶(1)内的长度不低于20cm。
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